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丰田凯美瑞氧传感器B1S2电路电压低

  分享一则丰田凯美瑞氧传感器故障的维修案例。

  车型:2011年丰田凯美瑞,配置2AZ发动机。

  行驶里程:190000km。

  故障现象:发动机故障灯点亮。

  故障诊断:

  该车发动机故障灯点亮,在A修理厂检测到空燃比A/F传感器损坏,更换了原厂A/F空燃比传感器,还用吊瓶方案清洗了三元催化器。但没多久发动机故障灯又点亮,在B修理厂检测到下游氧传感器B1S2故障,为此又更换了一支品牌下游氧传感器。然而仅行驶百余公里发动机故障灯再一次点亮,返回B修理厂检查又是氧传感器B1S2故障,对此B修理厂怀疑三元催化器可能处于堵塞状态导致后氧传感器探测不到尾气,建议清洗三元催化器。因车主不信任该车又来我厂检修。除上述经过车主还表示该车行驶里程多未曾保养过发动机,并且当前该车存在加速迟缓现象,希望深度保养发动机。

  

 

  对此首先使用道通905诊断仪检查发动机控制单元,查询到故障码:P0137 氧传感器电路电压缸组1,传感器2,如图1所示。然后为其制定维修保养计划,考虑到汽车后市场中配件质量等级复杂,为其制定了维修保养计划包括:更换原厂下游氧传感器B1S2,清洗节气门,清洗燃烧室,更新火花塞,更新燃油滤清器。此外应车主要求浸泡清洗三元催化器。对该车实施保养维修之后路试发动机加速顺畅,但是发现氧传感器B1S2信号电压一直保持0.035V,如图2所示,这样上路行驶还得报故障码P0137。

  关于故障码P0137:发动机控制单元ECM不断进行空燃比反馈控制,以使(A/F)空燃比传感器输出显示接近理论空燃比数值。在发动机暖机状态下行驶,ECM进行主动空燃比控制,主动空燃比控制期间ECM强制将空燃比调节过淡或过浓持续15~20s,如图3所示。在主动空燃比控制期间加浓控制时,氧传感器B1S2输出电压等于小于0.21V,ECM判定为传感器异常,并设定故障码P0137。

  

 

  目前导致氧传感器B1S2电路电压低可能的原因还有:氧传感器B1S2传感器信号线路E与ECMEX1B、B1S2OX与ECMOX1B之间的导线断路;氧传感器B1S2传感器信号线路E与ECMEX1B、B1S2OX与ECMOX1B之间的导线对地短路;ECM障;实际空燃比过稀。

  首 先 检 查 传 感 器 B 1 S 2 线 路 状态,为此使用万用表200Ω电阻挡测量E-EX1B、OX-OX1导线电阻,如图4所示,测量值均小于1Ω。使用2MΩ电阻挡测量E-EX1B、OX-O X 1 B 对 地 电 阻 , 测 量 值 均 大 于2MΩ。可见氧传感器B1S2与ECM之间的线路正常。

  

 

  接下来检查ECM,使用节气门电位计模拟氧传感器B1S2信号电压,将电位计信号端连接到ECMOX1B,万用表设置到2V电压挡也连接到ECMOX1B,调节电位计输出,使其输出安全电压值,例如万用表测量值为0.476V,同时ECM氧传感器缸组1,传感器2测量值为0.485V,可见万用表的测量值与ECM的测量值相接近,由此判断ECM正常。

  检测至此几乎可以断定该车实际空燃比过稀,稀空燃比状态的排气中剩余氧气过多,氧传感器B1S2固体电解质内外两侧氧浓差减小,而输出低电压。

  

 

  因此使用尾气分析仪检测该车实际空燃比,测得的空燃比值AFR为16.3/1(如图5所示),该值偏离于理论空燃比值14.7/1较大,空燃比过稀,氧气含量O2值可直观地反映空燃比状态,氧气O2测量值显示为2.6%,理论空燃比状态下的剩余氧气含量在0.5%以下,由此可见该车剩余氧气过多,导致剩余氧气过多的原因就是稀空燃比。

  E C M 不 断 进 行 空 燃 比 反 馈 调节,以使空燃比传感器A/F测量值接近理论空燃比数值,空燃比传感器A/F数值代表实际空燃比,ECM参考空燃比传感器A/F数值修正空燃比,无论调节出什么样的空燃比都只是与空燃比传感器A/F相关,为其重新更换空燃比A/F传感器。在安装新的空燃比传感器之后测得的空燃比AFR值为14.4%,剩余氧气含量为0.2%(如图6所示),显然这比测量值16.3%更接近理论空燃比值。

  

 

  这时的氧传感器数值为0.820V(如图7所示)。

 

  后来我对氧传感器实物(如图8所示)和数值进行比较,首先看到空燃比传感器的品牌标识和丰田品牌没有半点关系,当然如果没有诊断出故障这是无法发现的。它输出的数值如下:2.801、2.965、3.105、3.465、3.487,性能符合的氧传感器数值如下3.1063.1913.2963.2373.244。比较发现原厂氧传感器B1S2最小值到最大值的幅度很大,但这似乎并没有达到发动机控制单元对空燃比传感器信号故障判断尺度,并且发动机控制单元还据此调节出稀空燃比,因为稀空燃比导致剩余氧气含量过多,氧传感器固体电解质内外两侧氧浓差减小,B1S2输出只有0.035V的低电压。

  

 

  在发动机控制单元进行主动空燃比调节时,空燃比加浓控制时ECM发现氧传感器B1S2未能超过0.21V,因此设置故障码P0137。

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